Квантовые технологии — одна из наиболее многообещающих областей в современной физике с точки зрения возможностей дальнейшего практического применения. Какие задачи смогут решать квантовые компьютеры? Об этом «Ъ» рассказал кандидат физико-математических наук, научный сотрудник Физического института им. П.Н. Лебедева РАН (ФИАН), заместитель руководителя научной группы в Российском квантовом центре (РКЦ) Илья Семериков, получивший премию «ВЫЗОВ» за создание ионного квантового процессора с использованием многоуровневых квантовых систем — кудитов.
По словам Ильи Семерикова, некоторые задачи при помощи квантового компьютера можно будет решить быстрее, чем на классическом. И это может как принести пользу обществу, так и нанести вред. Яркий пример этому — алгоритм Шора, применяемый на квантовых компьютерах. С его помощью становится возможным взлом криптографических систем с открытым ключом. Впервые это было продемонстрировано в 2001 году специалистами компании IBM, разложившими при помощи квантового компьютера с 7 кубитами число 15 на множители 3 и 5. «С тех пор многие исследовательские группы стали активно развивать алгоритмы для квантовых компьютеров для решения задач кибербезопасности и других, в том числе при решении систем линейных уравнений, в химии, в машинном обучении. Предполагается, что количество задач для квантового компьютера будет лишь расти»,— сказал Илья Семериков.
Илья Семериков уточнил, что развитие квантовых вычислений сегодня похоже на то, как развивались классические компьютеры. До их появления трудно было предугадать, какие задачи они будут решать. Поначалу алгоритмы создавались для несуществующих компьютеров, набор этих алгоритмов был очень ограничен, и все они так или иначе происходили от ручных вычислений. Позже оказалось, что класс алгоритмов, которые можно запустить на классическом компьютере, гораздо больше, чем от него ожидали. Подобная история может произойти и с квантовыми компьютерами.
«Квантовые вычисления — это работа со сложными и многомерными системами, пространствами больших размерностей. Что это даст в прикладном аспекте, мы можем только предполагать. Так что мой честный и правдивый ответ на вопрос о практическом применении квантовых компьютеров следующий: на сегодня мы понимаем, что квантовый компьютер может относительно просто проводить повороты в пространствах очень больших размерностей, но понять, какие прикладные результаты это будет иметь, пока довольно сложно — нужно дождаться появления больших квантовых компьютеров»,— отметил Илья Семериков.
Национальная премия в области будущих технологий «Вызов» приурочена к объявленному в 2022 году Десятилетию науки и технологий и призвана отметить прорывные идеи и изобретения, меняющие ландшафт современной науки и жизнь каждого человека. Учредителем премии является фонд развития научно-культурных связей «Вызов» совместно с Газпромбанком при поддержке правительства Москвы. Генеральным партнером премии выступает госкорпорация «Росатом».